汽油车改装为电动汽车

1、电动车方案一.改装电动车整体流程根据需求确定目标参数一- 电机等驱动组件的确定与安装一- 电池 等能源系统的确定与安装一-冷却系统的确定与安装一-传动系统 的确定与安装一一制动系统的确定与安装一一整车电气系统的改造 与布置一-加热/空调系统的确定与安装一-辅助电力系统的改造 二.改装指南1. 确定需求描述确定车辆的用途。日常上班？环绕城镇？繁忙路段？改装前准备确定汽车行驶的地形。行驶坡度？你期望的传输功率和最高车速？确定车的行驶路线。公司与家之 间的品目离？商店的品目离？休闲场 所的距离？乘客人数？2.选择车型描述研究改装目标车辆（从网络，邮件，其他汽车爱好者/公司等渠道）确定目标车辆的基本数

2、据。包括： 车辆净重；负载总重。在需求的基础上缩小选择范围收集选定车辆的基本规格：车辆净重（满油状态）；负载总重；前后驾驶高度；长宽高；轴距；齿轮比（所有齿轮和主减速器）改装前准备3.选择驱动系统描述绘制发动机舱草图，为电池放置做好计划描绘车辆俯视图和卜列装置规划 图，确保有足够的空间：驱动电 机；变速箱；控制器和接触器； DC-DC专换；电池盒；散热器、水 泵和冷却风扇；真空泵；充电器； 水箱改装前准备计算电机规格和确定汽车基本数据利用GPSB定路线和地形确定交流或者直流系统选择驱动电机4.购买和测试驱动系统描述购买驱动和逆变器，包括：油门 电位计；DC-D踪统。电机和逆变器架台实验测试驱动

3、和逆变器5.布局规划描述清洗汽车发动机和底盘给螺母螺栓喷漆参阅车辆说明书测量车辆前后轮高度及地面到车轮拱罩的高度在拆除部件之前给车辆称重。前轮轴，后轮轴和净重（满油）画出“系统布局”草图。包括以卜部分：驱动电机；变速箱；控制器和接触器；DC-DC专换；电池箱；散热器、水泵和冷却风扇；真空泵；水箱；充电器分析“系统布局”：冷却充足；各 边重量；前端至后端的重量；噪 声；电缆；容易诊断和修复6.设备移除描述将所有流体排出（润滑油，散热器，空调，汽油）拆除引擎，油管，油箱，排气装置及其控制，冷却系统在所有的电缆束上做标记（连接的线头）将小零件放入袋子并做好标签以便将来使用（有些出售或报废）在电池盒安

4、放的位置清理出空间零件处理包括：部分出售或报废； 部分被放回车中；小零件和螺丝 放入袋子中，标明其归属保留所有备件直到完成改装（不要出售引擎）尽可能准确地测量电机的安放位置如果有些部分需要改动，请使用和汽车上部件相同的材料7.确定轴重量描述为车辆上拆除部分称重，确定它 们与车轴之间的间距，在对各轴 负重的计算中移除这些参阅“系统布局”图，确定添加 的组件重量和与车轴的间距，计 算轴负重。调整“系统布局”图，确保轴负 重比例与原车相同。8.独立设计传动部分描述独立出发动机与变速箱如果不想使用离合器就拆除离合，传动装置，液压系统，踏板及相关部件电机部分配件的设计与安装覆盖在传动部分上的板使用和传动

5、装置同样的材料制作9.适配器板描述绘制传动装置外形图描绘电机外表规格确定适配器板厚度与齿形/离合匹配电机部分配件的设计与安装设计和绘制适配器板在厂房设计制作适配器板10.电机底座描述确定驱动/传送装置相对于驱动轴的精确位置电机部分配件的设计与安装精确确定电机悬架尺寸设计和构思电机悬架安装电机，驱动和传动装置支架验证驱动/传动装置放置为了：保证传动轴足够的震动运行空间； 没有驱动部件摩擦；驱动器/传动 轴中心线平行于驱动车轮中心线安装驱动和传动装置11.控制器描述确定控制器的安置：确保不与其 他设备冲突；确保驱动和电池有 足够的空间；便于诊断和维修； 风冷情况下保证足够的通风；水 冷情况下保证冷

6、却液软管的安装 空间；根据实际修改“系统布局”设计安装控制器的支架安装控制器12.冷却系统描述确定安置冷却剂泵，水箱和散热 器：确保不与具他设备冲突；确 保驱动，控制器和电池有足够的 空间；便于维修和诊断；确保冷 却剂软管有足够的空间传输冷却 齐避免软管出现大的弯角；更 新“系统布局”图；水箱要在系 统最局点冷却系统的安装及管道设计为冷却泵，水箱和散热器安装支架安装水泵，水箱，散热器和软管测试冷却系统：检测是否有泄漏；净化空气系统13.油门踏板描述确定安置油门踏板：确保不与其 他设备冲突；确保驱动，控制器 和电池有足够的空间；便于维修输入信号系统的安装和诊断；足够的通风；确保油门 拉线不与其他

7、箱，电线或电缆干 扰；更新“系统布局”图设计安装油门电位计修正油门拉线长度安装油门支架，电位计和电缆测试油门电位计以确保：足够的 电位计变化范围（使用欧姆表）；拉线无干扰14.现有电力系统描述为现有组件列表以确定保存和删除的部件运转汽车以检测工作和不工作的部件设计和测试系统模拟或连接新兀件删除未使用的布线，重新测试设计和制作电动车控制单兀的补充系统15.动力转向描述确aE动力转向是否所需选择设计动力转向系统（例如，它是否可以被电机驱动？是否使用电子液压助力转向？）确定动力转向泵位置：确保不与 其他设备冲突；确保驱动，控制 器和电池有足够空间；便于诊断 和维修；充足的通风；更新“系 统布局”图输

8、入信号系统的安装安装动力转向和液压系统，其中 包括：液压软管；驱动电机配件； 动力转向支架设计和制作动力转向控制电路包 括：功率继电器；通断开关；如 果转向需要驱动加入编他器；集 成控制电路（继电器等装在一个 主要的电箱中）；保险丝16.制动系统描述确定制动系统的设计（真空？电力？或是不要？）确定真空泵的安放：确保不与其输入信号系统的安装他设备冲突；确定驱动，控制器 和电池有足够的空间；便于诊断 和维修；足够的通风；更新“系 统布局”图安装制动系统包括：真空罐；隔 离真空泵；泵的隔震；真空管路设计，建造和安装制动控制系统 包括：压降二极管；集成控制电 路（继电器等放入主电器箱）； 保险丝17.

9、车厢供暖描述确定车厢暖气的设计（例如陶瓷加热器，流体加热器等）确定车厢加热器的布局：确保不 与具他设备冲突；确保驱动，控 制器和电池有足够的空间；便于诊断和维修； 充足的通风；更新“系统布局”图构建暖气的设计和安装结构包 括：移除仪表板和加热器芯；安装支架；防震；加热器芯线路设计构建和安装暖气控制系统包括；控制继电器；合并加热器控 制到仪表板控制；集成控制电路（继电器放入主电器箱）；保险丝18.电池描述估计电池组的大小选择电池类型和生产商安装电池电池及其管理系统安装电池安全系统包括：保险丝；连接插头；断路器确定类型和电池管理系统的设计电池及其管理系统建造，安装和测试电池管理系统19.电池充电器

10、描述选择电池充电器安装和设置充电器充电器安装和设置充电器控制器20.电池箱描述选择电池箱材料设计满足空间限制的电池箱电池箱的设计及安装根据电池尺寸和数量制作硬纸板 箱（在顶部空出少量空间，到各 边的距离留出0.6厘米的裕量）电池盒需要考虑保暖和电气绝缘建造电池箱安装电池箱安装合适的加热/冷却装置安装合适的通风装置三.改装步骤1. 改装前准备改装目标车辆的参数可以在经销商那里查到，我们需要做的是对 改装的车辆做出整体的数据分析， 首先是车的重量，按照设计将各部 分重量统计下来，对比改装前后重量变化，并对此做出简单的评价， 包括：车辆总重，前后重量分配比，前端重量，后端重量，左侧重量， 右侧重量，

11、左前车轮负载，右前车轮负载，左后车轮负载，右后车轮 负载（负载相关计算公式需增加）。但是仅考虑车辆重量的影响往往是不够的，我们需对改装需要各 部件做出整体的数据统计分析，以便更好地做出规划。统计数据包括: 车辆重量，电池重量，驱动系统重量，空气阻力系数，车辆前部面积， 25c时空气密度，重力加速度，一档减速比，二档减速比，三档减速 比，四档减速比，五档减速比，电机轴转速降档临界值，电机轴转速 换高档位临界值，传动箱平均效率，滚动阻力系数，车轮半径，四个 轮子的转送惯量，电机最大电流，动力电池型号，电池ocv电池soc 电池单体电阻，电池组最大电压，电机最大扭矩，电机最大功率，电 机/逆变器平均

12、效率，转子转动惯量。止匕外，我们需要关注的有：加 速率，电机轴转速与时间的对应关系，电池电量与车速的对应关系， 工况。以下给出最高性能下，相关数据对比：速度、电机转速-时间的关系如图1-1所示，图1-1速度、电机转速-时间总距离、能量消耗-时间关系图如图1-2所示,当怎用占-20图1-2总距离、能量消耗-时间电池电压、SOC时间关系如图1-3所示，图1-3电池电压、SOC时间电池功率、电流与电机轴机械功率-时间关系如图1-4所示,Micdmuni perlnrnuincB- Sy item Pftwe r «nd BiirEtery L-yiientD 与 10 15 XI 30 d

13、Q6 口刖1Q0Tims, KEcundsa _u.TJ3=fHEd:图1-4电池功率、电流和电机轴机械功率-时间电池功率与能源需求-速度的关系如图1-5所示,Md «imii!Ti j. e mirrn adCe pl:LPuwei* EmjiBFityLiWAJJ,14P16D1 印 2TI100120V' 口TV. -ITht图1-5电池功率和能源需求-速度2. 电机与逆变器选择电机类型为西门子生产的三相交流异步电机，选取原因为直流电机的高电流会造成线路电压的高损耗、增加线路的重量，控制较为复杂，交流电机的性价比高于直流电机。作为一个驾驶员车主更注重的是交流异步电机平坦

14、的扭矩/转速变化。选用电机型号为1PV4133WS20冷式交流异步电机，额定功率 30KW最大功率80KW电机花键轴长度为30mm选用霍尔效应的电 机轴转速传感器，以及两个绕组温度传感器，将信息输入到控制器协 调整个系统的运作，电机中心轮缘是直径为230mm勺适配器板。电机 使用四个M14规格螺丝安装在支架上。电机及电机轴直观图如图2-1所示，图2-1电机及电机轴直观图逆变器主要功能是将电池能量转换为交流电机可用，我们需要关 注的是：转换电池电压为三相交流电压；根据转速和扭矩的即时情况 所需驱动电流调整交流电压的幅度和频率；为电机提供的再生能量回收服务，讲三相交流电压转换成直流电压给电池。逆变

15、器也提供12V的直流电压给汽车配件，电池最大电流280A, 最大电压380M这应选用大约100KW勺水冷式逆变器，效率大约94%水冷却可以和电机的水冷循环系统做在一起西门子SIMOVERTSV100千瓦水冷三相集成的90A型最大的DC-DC转换器和逆变器如图2-2所示，图2-2逆变器内部图3. 电机部分配件及组合安装适配器板的设计必须考虑机械强度和电机轮缘的距离以及加工,利用CAD故出相关设计，手动加工，各部件及设计图如图所示图3-1适配器板设计图3-2适配器板正反面直观图图3-3适配器板细节及安装直观图由于电机传动轴过短，经常需要加上一个花键轴来与变速箱相连,花键轴如图所示:图3-4花键轴正

16、反面图3-5花键轴帽及安装示意图离合器可以根据驾驶员个人的需求来选择，离合器的安装要符合以下要求：轴耦合器安装在电机轴；适配器板要安装在电机轮缘上并 拧紧螺栓；飞轮要与联轴器脱离；摩擦盘要放在飞轮的中心与压盘压 紧。图3-6离合器直观图安装完这些配件后就可以将电机与变速箱整体连接起来了，完成 驱动系统的整体安装。图3-7离合器与变速箱的连接图3-8各部分安装细节图电线仍保持45度倾斜接入，保持与原状态相同，如图 3-9所示图3-9最后安装完成电线接入直观图4. 电池及其管理系统电池与充电器的选择要慎重，要根据各人的需要和愿望来选择最合适的类型，否则后期的维修与损耗会给你带来很多额外的花费。电池

17、选取有以下基本准则：这辆车的制作目的（快速行驶或者慢速行驶）； 所需的系统电压（根据马达和控制器选取）；汽车的重量限制；充电 时间、费用及均衡电路硬件（由电池化学和参数计算）；维修保养。根据各电池的性能优劣以及管理系统的繁简程度，按照自己的需 要选择合适的电池组与管理系统。本文选择的是雷天（中国）生产的 锂电池。图4-1雷天（中国）生产的锂离子电池由于本车的设计只是个人驾驶，没有沉重的负载，也基本不会有 乘客，所以电池组的选择就基于最小容量（重量、尺寸和花费）的标 准，西门子系统接收400V的直流电压输入，所以，电压应尽可能的 接近最佳的加速和电池的最低电流。作者选择使用96个单体90Ah,1

18、.6 V单体电压，电池组电压达到345V,规格说明收费不应超过1.35 VPC每单元伏特）最大电池电压。所以坚持选择最大电压为4.25V, 这样电池组电压为 4.25*96=408V,最低电压建议在 2.5VPC或240M 制造商建议的最大持续放电电流为0.8C,和最大放电电流不得超过3c或者270A以保证电池的使用寿命。将12个锂离子单电池做成一个模块，这样每个模块的重量并不大， 容易处理。最后要注意的是电池箱的防震与前后间隙， 并确保电缆绝 缘不接触其他的金属。图4-2电池箱的设计图4-3安装完成与连线直观图锂离子电池是个很好的能量储存装置，但是涉及到提供动力，由 于电池较高的内阻，在电压

19、骤降时难以满足加速以及功率需求， 虽然在低电压情况下电池在逆变器的调解下仍能满足动力需求，却是以牺 牲电池为代价，不利于电池的维护和长期使用。为了减弱这种影响,决定使用电容存储器，这个概念被很多人使用过，例如在巴士上加入超级电容弥补电池在电力需求高峰期的不足，这种电容具有很高的比电容，所以称为超级电容。决定尝试使用超级电容的理由：做为电池能源的一部分，不需要 充电；循环使用寿命很长（几千次），可以长期使用，不是一次性消 耗品；电容可以长期处于OV的状态；充放电速度非常快；无需维修。缺点：复杂化的电容器充电；前期成本高。需要多少个问题应考 虑到在满足系统电压的情况下做出最少的选择，本车尾395V

20、,所以395/2.5=158个，安全起见使用 160个。放电过程中电压可通过公式来确定:dV=i*dt/C （dt=放电时间，i=平均电流）（超级电容相关公式计算需要补充）图4-4麦克斯韦尔PowerCache超级电容，2.7kF,2.5V受晟左论B 节MX&芦*初 £盛情图4-5数量及连线图4-6车后备箱超级电容的安装整个超级电容箱大约160公斤重，并不容易移动和安装。有人说锂离子电池的安全性较差，容易发生火灾和爆炸，但是这样视情况而定，它取决于：电池的化学材料；锂金属的存在形式；电 池的比功率。而最重要的是你期望于它所能达到的最高参数： 行驶距 离和行驶时间。前三项你无法

21、控制，尽管如此，多了解你的电池特性 可以使你规避风险和做出更有利的投资。有两种损害：不适当的充电和放电不当。但是适当和不当之间的 界定，制造商并没有给出明确的标准。人们做出了很多测试，以便弄 明白什么原因造成电池寿命的损失。为了安全使用和保证电池的使用寿命，有以下两种情况：可变电流充电；在充电与放点之前最后做出一些停顿准备， 可以减轻内部压 力。（这部分电池的分析由于涉及电池内部构造及反应，本人很难看 懂，所以翻译的并不详细）电压接线板的设计想法很简单，用做分流稳压，在它达到设定的 点电压后就逐步开始分流，类似于二极管。图4-8与电池组的连接安装（此处还有大量的电压接线板与管理系统的安装,由于

22、弄不太清楚各部分关系，并未贴上来，有待解决）5 .充电器充电器的好坏直接影响到电池的使用寿命， 选择一个好的充电器，可以让你在更换电池时减少不必要的支出， 充电器的技术依赖于：电池型号；电池SOC（荷电状态）等级；电池温度；电池寿命；期望寿命与充电完成的权衡；补足阶段；可用电源功率；可用充电器评级；可用充电时间。锂离子电池充电相对简单，但是对充电电压电流以及充电时间有 严格的要求，过充将损坏电池或者引起爆炸等安全事故， 这里起着关 键作用的是电池管理系统，但是，安培小时，功率和电压和电流的整 体主要取决于充电器，因此它必须是灵活和可编程的，以适应特定需 求的电池。它必须要有足够高的充电电压，充

23、电费用合理，安全，安 静，最好有远程充电状态显示。充电器BRUSA NLG513-W电的主要优点是：隔离输出；通用电 源输入，3.6KW的输出标定240VDCI以降低至U 120VDC可编程7个 阶段的充电过程；与网络连接，一个收费性的图书馆可下载资料；水 冷；温度补偿；温度检测；远程控制和指示；可以PC机通讯；可靠； 闪存升级。缺点：价格并不便宜；软件界面目前只在德国发售图5-1充电器外形及安装示意图图5-2充电器充电接头6 .汽车仪表盘选择BCM42昨为仪表盘，选择的理由：功能集中，可显示电池组 电压，电池电流和电量，电池温度，外部温度以及冷却泵冷却液温度； 风格样式；大小尺寸。安装过程如

24、下:图6-1仪表盘部件及安装直观图图6-2仪表盘线路连接图6-3安装完成效果图7 .输入信号各部件油门电位计采用的是差动式可变电阻，电阻从 1欧姆到10欧姆, 通过油门拉线的拉动改变电阻大小，输出电压信号。图7-1油门电位计直观图刹车助力选用12V真空泵，低噪音，低震动是我们要考虑的东西图7-2真空泵样式及其安装位置8 .电源布线电源线选择要考虑布线长度以及弯曲角度，以及是否有合适的位 置来安放它们，电源线截面积的选择参照相关电气设计标准， 根据车 辆的实际电气情况做出对照，保证安全可靠。电池电缆通常使用铜线 做为材料，易于使用，安装灵活，并且价格相对便宜。电缆的要求防 腐蚀，绝缘性能好，不易断裂，漏电，防水等，安装的时候要尽量避 免安装在暴露的位置，并做好相应的防护，保证在下雨及洗车时不会 被水流直接冲刷到。图8-1电缆线接头的手工制作流程图8-2接插键的制作9 . LED丁具车灯是车上很重要的部件，LED灯的优点的是高可靠性（发光二 极管不会熄灭），低电流消耗，一致纯净的色彩和独特的外观。停止 灯，侧标灯，停车灯，转向灯，可以使用琥珀色或者红色。更重要的 是LED的反应速度比白炽灯快100ms这0.1S的反应时间在高速行 驶的工况上可以避免很多事故